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数控双面铣床厂家
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                          铜带胚工件专用双侧铣床问题分析


 

根据铣削原理,双侧铣床在采用逆铣铣削工件时,铣刀作用于工件上的垂直进给分力与工件夹紧力相反,有挑起工件的趋势。平均作用在每个辊子表面接触径向压力的理论计算力是比较小的。

 双侧铣床

根据机械设计原理,辊子表面硬度为 56 62HRC,相应校核表面接触应力时的许用应力取[σ]= 1 300 MPa。校核的辊子表面接触应力在允许的范围内。经以上的校核可知,单从理论计算上看,各辊子表面受力是合符设计要求的,不应存在极易 损坏的现象。从提高辊子表面强度的角度考虑, 我们采用热处理后表面硬度更硬的辊子、调整加强冷却润滑效果,结果效果不大,存在的问题并没有很好解决,继而推断,这种破坏力应来自于铣削过程中产生的冲击和振动。

 

经深入观察发现,被铣削的铜带坯,其上表面的质量总比下表面粗糙,而上铣刀又总比下铣 刀易坏,连续生产不到 24 小时就出现打刀现象, 继而压紧装置和支承座的辊子、辊子轴以及轴承 相继被损坏。

而在双侧铣床铣面过程中,铣上表面的铣削噪音比铣下表面的铣削噪音要明显大得多。针对这一现象,我们进一步从设备的结构组成去进行观察和分析发现:

双侧铣床 

( 1)双侧铣床下铣面是在入口侧,铜带坯是经 11 辊矫直机后由入口夹送辊进入下铣刀铣面,在铣削时,铜带坯入口一侧被 11 辊矫直机的矫直力咬得很紧,另一侧是进入上铣刀入口的中间送料辊一侧。在矫直机的矫直力和下铣刀前后压紧装置的压紧控制下,铣削过程中,铜带坯在铣削力的作用下呈现比较稳定。而上铣面在出口侧,情况就大不相同了,铜带坯经上铣面后,出口一侧经出口夹送辊送至无芯打卷机,打卷时铜带坯在卷取力的作用下存在左右变化的轴向横移力,使铜带坯易出现左右跑偏并对出口夹送辊产生向上的分力,使出口夹送辊的压紧力被削弱。铜带坯在铣削过程中,在铣削力的作用下,表现出上铣面比下铣面易产生冲击振动。因此,为减少上铣面易产生的振动,铣削时希望加大上铣刀前后对铜带坯的压紧力。


( 2) 双侧铣床铣刀对应的铣面支承座和铣刀前后的压紧装置都是辊子排结构,当铣上面时,铜带坯由下支承座的辊子排起支承作用,上铣刀左右辊子排起压紧作用。下铣刀铣面时的支承和压紧相反向亦同。由图 3 所示可知,由于压紧装置的压紧力作用点是在支承座的外侧,当油缸的控制压力过小时,压紧力被削弱,起不了压紧效果。而控制压力过大时,在油缸力的作用下,将产生如图 3 所示的杠杆效应,铣削时更易产生振动,这与为减少铣上面易产生的振动,希望加大上铣刀前后的压紧力相矛盾。

  

双侧铣床受力分析可知: 在油缸压下力的作用下, 产生两个弯曲力矩( M = Pn × L) 作用于铜带坯前后,使铜带坯产生形变,形成铣刀切入点处的铜 带坯相对应的支承是空的,铜带坯被铣削时失去 支承,在高速的铣刀切入力和反弹力的作用下产 生振动和强大的冲击力作用在辊子表面,使辊子 损坏,继而使辊子轴和轴承受到损坏,这是使设 备损坏的最主要原因。


由于铜带坯在铣削的过程中,上铣比下铣的前后夹送压紧力稳定性差,在设定的合理压紧力以及液压系统同一输出压力下,上铣刀前后的油缸是正向压紧,产生的弯曲力矩比较大,铜带坯的形变和振动力也就比较大,而下铣刀前后的油缸是反向压紧,产生的弯曲力矩比较小,铜带坯的形变和振动力也就比较小,这就是为什么而上铣刀和上铣支承座的辊子总要比下铣刀和下铣支承座的辊子易坏的原因。


( 3) 设计成辊子排形式的支承架刚性比较差,同时辊子加工时外径的误差是必然存在的, 而辊子芯轴受力时又会产生微变形,所以辊子排 的各辊子的外径最高点是很难保证在同一平面 上。另外,热轧的铜带卷坯经开卷矫平后也不可 能形成完全平直的平面。因此,铣削过程中,铜 带坯的表面与压紧辊子排的辊子相互间必然不可 能完全压贴,而是随机变位的多个点接触,这就 使铣刀的切入点处的铜带坯对应的支承点也是在 随机变动,存在多点空支承点。这也是使铜带坯 在铣削过程中易产生振动和冲击的原因之一。


双侧铣床铣削过程中,由于压紧装置的原有结构被铣削的铜带坯被铣处背面形成空点或没有支承, 从而产生冲击振动,频率极高,继而引起整个面 振动,铜带坯无法被压紧,易造成打刀,铣屑根 部铣不断; 振动噪声大及铜屑被振动弹飞,收集不起来; 引起铜屑被压入已铣削后的铜带坯表面,在下工序轧制时,成品出现类似杂物压入、渣皮缺陷, 甚至出现针眼穿孔等一系列质量问题。


通过以上对双侧铣床的分析可知,改进铣刀两侧的压紧装置和改变辊子排结构支承装置是解决存在问题的关键。

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